Título: Análise e Comparação de Desempenho entre Protocolos de Agrupamento em Redes de Sensores Sem Fio Aluno: Gustavo Nóbrega Martins Orientador: Reinaldo Gomes Data:26/08/15 Horário: 9hs Local: Auditorio DSC Banca Examinadora: Reinaldo Gomes (Orientador), Anderson Costa e Joseana Fechine Resumo: As
Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) têm ganhado notoriedade em vários
contextos de aplicações (e.g. aplicações militares, médicas e
ambientais) em razão dos avanços obtidos no âmbito das tecnologias de
sistemas eletromecânicos em escala micrométrica (Microscale
Electro-Mechanical Systems - MEMS) e nanométrica (Nanoscale
Electro-Mechanical Systems - NEMS). Esses progressos implicaram o
desenvolvimento de nós sensores com menor custo, tamanho reduzido e com
maior eficiência no consumo de energia. Uma RSSF's é composta de vários
nós sensores, distribuídos sobre uma área geográfica, com finalidade de
monitorar grandezas e fenômenos físicos, tais como: temperatura,
umidade, luminosidade, atividades sísmica, etc. Geralmente,
esses sensores operam de forma autônoma, com restrições de memória e
processamento, e um dos nós que compõe a RSSF atua como estação base
(Basestation), ou no sorvedouro, que é responsável por receber todos os
dados sensoreados pela rede. No
contexto das RSSF, alguns desafios são bem conhecidos pelo seu mercado,
como por exemplo o desenvolvimento de padrões, tamanho da rede, faixa
de frequência de operação aberta, interoperabilidade entre equipamentos
de diferentes fabricantes, etc. Adicionalmente, uma outra forte
restrição em RSSF está acerca do fornecimento de energia limitado
oriundo das baterias (única fonte de energia), pois em alguns tipos de
aplicação a RSSF é implantada aleatoriamente, em locais de difícil
acesso (e.g. aplicações militares e ambientais), assim não sendo
possível realizar a substituição da bateria quando necessário. Dessa
forma, o tempo de vida da rede se torna um requisito crucial para o
sucesso da aplicação. Para
minimizar os impactos dessas restrições, algumas iniciativas foram
tomadas que visaram elaborar estratégias para minimizar o consumo de
energia dos sensores, assim alcançando o prolongamento do tempo de vida
da rede. Como exemplo dessas iniciativas, boa parte dos protocolos de
roteamento e esquemas de organização das RSSF's têm como objetivo
maximizar o tempo de vida da rede por meio da redução do consumo de
energia. Uma
das estratégias bem difundidas acerca das RSSFs, com essa finalidade, é
o de agrupamento de rede, que compreende dividir a rede em grupos.
Nessa perspectiva, algumas abordagens no desenvolvimento de protocolos
de agrupamento buscam embasamento em fenômenos naturais, advindas das
técnicas de otimização. Os protocolos implementados com essa abordagem
têm apresentado resultados satisfatórios comparados às técnicas
clássicas bem difundidas na literatura, como exemplo: protocolo LEACH. Entretanto,
grande parte dessas iniciativas de pesquisa, no tocante ao
desenvolvimento de protocolos de agrupamento, tem utilizado de
experimentação por meio de simulação para validar os achados. Alguns
trabalhos na literatura apontam a necessidade do desenvolvimento de
abordagens que busquem a implementação desses protocolos em plataformas
reais, cujo seja possível avaliar o comportamento desses sob condições e
fatores não abordados em simulação. Portanto,
essa proposta de dissertação visa em elaborar uma análise comparativa
entre protocolos de agrupamento em RSSF, como também realizar uma
implementação prática em plataforma real de sensoriamento, a fim de
analisar o desempenho dos protocolos, além de avaliar o comportamento da
plataforma em um estudo de caso. |